Aufbereitung von Zinnerz

Eine Quarzader Wolfram-Zinn-Erz In Yunnan weist das Erz geringe Gehalte (0,323% WO₃ und 0,140% Sn) sowie eine komplexe Mineralzusammensetzung (mit mehr als zwanzig Mineralien) auf, verfügt jedoch über große Vorkommen mit gutem Erschließungspotenzial. An diesem Erz wurden detaillierte Aufbereitungsversuche durchgeführt. Auf der Grundlage der Erzeigenschaften wurden mehrere Verfahrensalternativen für die Grobaufbereitung und die Reinigung/Trennung des Massenkonzentrats getestet. Das endgültige Verfahrensschema sah eine Vorreinigung mittels Rütteltisch zur Herstellung eines Wolfram-Zinn-Mutterkonzentrats vor, gefolgt von einer Flotationsentschwefelung, einer magnetischen Trennung zur Eisenentfernung und anschließend einer Wolfram-Zinn-Trennung bei Raumtemperatur unter Verwendung von Natriumcarbonat zur Pulpaaufbereitung, Natriumsilikat als Depressor und oxidierter Paraffinseife als Sammler. Es wurden gute metallurgische Ergebnisse erzielt, die eine technische Grundlage für die Erschließung der Ressource bilden.

Das Wolfram-Zinn-Erz besteht aus Quarz, Feldspat, Turmalin, Aktinolith, Tremolit, Fluorit, Glimmer, Illit, Chlorit, Beryll, Granat, Apatit, Vesuvianit, Kassiterit, Scheelit, Pyrit, Pyrrhotit, Limonit, Hämatit, Sphalerit, Arsenopyrit, Wolframit, Chalkopyrit usw. Die wichtigsten Gangmineralien sind Quarz und Feldspat, gefolgt von Turmalin, Glimmer und Chlorit. Die wichtigsten Metallmineralien sind Limonit, Pyrit und Pyrrhotit, mit geringen Anteilen an Scheelit, Hämatit, Sphalerit, Chalkopyrit, Arsenopyrit, Kassiterit usw.

Untersuchungen zur Prozessmineralogie zeigen, dass Scheelit das wichtigste zu gewinnende Wolframmineral ist. Es ist grau, hellgelb oder hellbraun und weist eine relative Dichte von 6,1 g/cm³ auf. Scheelit weist eine ungleichmäßige Kristallgröße und komplexe Vereinigungen auf und ist hauptsächlich eng mit Quarz und Turmalin verwachsen. Es kommt als unregelmäßige mittelkörnige, körnige und feinkörnige Aggregate vor, die oft aus einzelnen oder mehreren Scheelitkristallen unterschiedlicher Größe bestehen, die mit Quarz, Feldspat, Turmalin, Chlorit, Pyrit usw. verwachsen oder an diesen anhaftend sind. Die Körner der Aggregate können bis zu etwa 0,5 mm erreichen, liegen im Allgemeinen im Bereich von 0,011 bis 0,15 mm, wobei die feinsten weniger als 0,004 mm betragen. Kassiterit kommt im Erz hauptsächlich als unregelmäßige, kantige Körner, tetragonale, dipyramidale, kurze prismatische Kristalle und subrunde Körner vor, die in Turmalin, Quarz usw. eingebettet sind. Seine Farbe ist überwiegend braun, dunkelbraun, rotbraun, gelegentlich asphaltschwarz, bei einer relativen Dichte von 6,8–7,0 g/cm³. Kassiteritkristalle erreichen eine maximale Größe von etwa 0,5 mm, liegen typischerweise im Bereich von 0,006 bis 0,2 mm, wobei die feinsten weniger als 0,003 mm groß sind.

Aufgrund der Erzeigenschaften wurde ein Verfahrensablauf mit Vorreinigung/Vorkonzentration und anschließender Trennung des Massenkonzentrats gewählt. Das heißt, durch die Vorkonzentration auf dem Rütteltisch entsteht ein Wolfram-Zinn-Rohkonzentrat, worauf eine Flotationstrennung folgt, um Wolfram und Zinn zu gewinnen. Bei diesem Verfahrensablauf wird das Erz auf –0,5 mm gemahlen und anschließend einer einstufigen Rütteltischaufbereitung, einer Nachreinigung, einer zweiten Stufe sowie einer Schlammbehandlung unterzogen, um ein Wolfram-Zinn-Massenkonzentrat mit einer Ausbeute von nur 0,961 TP3T zu erzeugen, das anschließend zur Wolfram-Zinn-Trennung in die Flotation geleitet wird.

Enge Korngrößenfraktionen werden separat aufbereitet; Sand und Schlamm werden getrennt verarbeitet; Sekundärkonzentrate und Mittelsortierungen werden einzeln wiederaufbereitet; minderwertiges Massenkonzentrat wird gesammelt, um die Ausbeute zu maximieren. Entsprechend den geeigneten Aufgabegrößenbereichen der verschiedenen Rütteltischtypen bei der Yunnan Tin Corporation (Yunxi) wird das Erz auf –0,5 mm gemahlen und hydraulisch in vier Fraktionen klassiert: +0,25 mm, 0,074–0,25 mm, 0,037–0,074 mm und –0,037 mm. Diese werden jeweils den Grobsandtischen, Feinsandtischen, Rillentischen und neuen Feinschlammtischen zugeführt. Jede Korngrößenfraktion wird separat aufbereitet, wodurch in einem Durchgang Konzentrat, Sekundärkonzentrat, Mittelschicht, Abgang und Schlamm erzeugt werden. Die Sekundärkonzentrate aller Fraktionen werden zusammengefasst und der Nachreinigung zugeführt; die Mittelschicht wird zusammengefasst und der zweiten Aufbereitungsstufe zugeführt; die Schlämme aus den einzelnen Arbeitsschritten werden zusammengefasst und der Schlammbehandlung zugeführt, um die Ausbeute zu verbessern. Die Wolfram-Zinn-Massenkonzentrate aus jeder Stufe werden zusammengefasst und der anschließenden Flotationsreinigung und -trennung zugeführt.

Das Rohkonzentrat aus den Rütteltischen ist ein schweres Produktgemisch mit hohem Schwefel- und Eisengehalt, das einer Verunreinigungsentfernung bedarf. Um Wolfram und Zinn besser voneinander zu trennen, wurden Mahlbarkeitstests durchgeführt. Es wurde ein Verfahren aus Flotationsentschwefelung → magnetischer Trennung zur Eisenentfernung → Scheelit-Flotation → Zinn-Schwerkraftkonzentration gewählt. Für die Scheelit-Flotation wurde eine große Menge Natriumsilikat (90 kg/t Großkonzentrat) verwendet, auf 90 °C erhitzt und 1,5 Stunden lang gerührt, um die Gangmineralien zu unterdrücken; anschließend wurde die Mischung bei 30–40 °C gehalten, mit Natriumcarbonat konditioniert und mit Ölsäure als Sammler flotiert. Dies wurde mit einer Flotation bei Umgebungstemperatur verglichen, bei der Natriumcarbonat zur Konditionierung, Natriumsilikat als Unterdrücker und oxidierte Paraffinseife als Sammler verwendet wurden. Das Fließschema ist in Abbildung 5-5 dargestellt.

Abbildung 5-5: Flussdiagramm zur Aufbereitung von Mischkonzentrat